Рис.1. Массив Нурали

Объект изучается в ходе самостоятельных и общих маршрутов.

Массив Нурали - один из сохранившихся офиолитовых ультрабазитовых массивов, представляющий собой крупный блок в серпентинитовом меланже. По структурному положению и составу он вполне типичен для образований дунит-перидотитовой формации (Магматические ..., 1979) и относится к общеуральскому кемпирсайско-войкарскому плутоническому комплексу.

Нуралинский массив в плане вытянут в север-северо-восточном направлении, согласно простиранию зоны Главного Уральского разлома, и характеризуется отчетливо выраженным зональным строением (рис.2). Главная горная гряда (хребет Большой Нурали) протяженностью около 15 км и с относительными превышениями до 300 м соответствует его западной части, непосредственно контактирующей с докембрийскими метаморфитами антиклинория Уралтау. С запада на восток здесь обнажаются:

1. плагиоклазовые и шпинелевые лерцолиты (показать описание пород)
   

   Рис.I. Образец плагиоклазовых лерцолитов с линейной ориентировкой сростков плагиоклаза и хромшпинелида

   
   Плагиоклазовые лерцолиты - темно-бурые среднезернистые породы, слагающие большую часть массива. Нередко в них проявлена отчетливая минеральная линейность (рис.I), обусловленная присутствием цепочек зерен хромшпинелида, окруженного каемками плагиоклаза (рис.II). В большинстве случаев линейность пологая, субпараллельная общему простиранию массива. Породы сложены оливином (65-80 %), энстатитом (15-20 %), диопсидом (5-15 %), битовнитом (1-8 %) и акцессорной хромшпинелью (1-3 %). Плагиоклаз часто присутствует в количестве менее 5 %, и породу в этом случае правильнее именовать не плагиоклазовой, а плагиоклазсодержащей.
   
   Оливин (Fo_89-92) представлен субизометричными зернами размером 1 - 2 мм (до 4 мм). В породах, не подвергшихся пластическим деформациям, заметны признаки субсолидусной рекристаллизации (постоянный размер зерен, углы у тройных сочленений границ, близкие к 120°, и др.). Однако нередко в оливинах присутствуют полосы излома (кинкбенды) – следствие деформации структуры при внешнем механическом воздействии (рис.III).

   Рис.II. Сростки плагиоклаза и хромшпинелида в лерцолитах массива Нурали. Шлиф, с анализатором	Рис.III. Плагиоклазовый лерцолит массива Нурали. Шлиф, с анализатором

   
   
   Ромбический пироксен (En_84-90Hy_9-12Wo_1-5) образует короткопризматические кристаллы до 2 - 3 мм, часто содержащие игольчатые вростки (ламелли) клинопироксена – следы распада твердого раствора при снижении температуры. В краевых частях зерен ламелли отсутствуют (рис.V), что, очевидно, является следствием первичной магматической зональности

   Рис.IV. Кинкбенды (полосы излома) в оливине из лерцолитов массива Нурали. Шлиф, c анализатором

   ортопироксена. Моноклинный пироксен (En_45-48Hy_4-8Wo_48-51) представлен небольшими (до 1 мм) ксеноморфными зернами, располагающимися в интерстициях между крупными оливинами и ортопироксенами. Плагиоклаз (An_71-80) пространственно связан с выделениями шпинелидов, лишен зональности и, по-видимому, не является продуктом магматической кристаллизации, а образован в результате твердофазной реакции:

   шпинель + энстатит + диопсид = анортит + оливин,

   смещенной вправо при снижении давления. Хромшпинелиды в шлифах имеют красно- и желто-бурую окраску, образуют субизометричные зерна или «графические» срастания с плагиоклазом (рис.II). Шпинелиды в бесплагиоклазовых парагенезисах

   Рис.V. Ламелли моноклинного пироксена в ромбическом лерцолите массива Нурали. Шлиф, с анализатором

   содержат заметно больше алюминия, что, очевидно, связано с отсутствием конкуренции за этот элемент.

   Наиболее распространенным вторичным минералом является серпентин, развивающийся по оливину (с образованием характерных петельчатых структур - рис.III), реже – по ортопироксену и крайне редко замещающий клинопироксен. При серпентинизации освобождается значительное количество железа, которое в большинстве случаев связывается в магнетите и является причиной высокой магнитности ультрабазитовых массивов. В тектонических зонах появляются карбонаты (кальцит, магнезит) и тальк. Примечательно, что при относительной сохранности железо-магнезиальных минералов плагиоклаз в Нуралинском массиве почти полностью замещен агрегатом мелких зерен гидрограната, хлорита и др. (родингитовая ассоциация).

   Шпинелевые (бесплагиоклазовые) лерцолиты по площади выходов значительно уступают плагиоклазсодержащим и отличаются от них лишь отсутствием плагиоклаза и несколько меньшей хромистостью шпинелидов. Эти породы распространены главным образом в западной части массива, но встречаются также в зоне, переходной от гарцбургитов к плагиоклазовым лерцолитам. Скрыть



2. гарцбургиты (показать описание гарцбургитов)
   
   
   Гарцбургиты – (рис.VI) темно-бурые средне- и крупнозернистые породы, слагающие восточный склон хребта Большой Нурали. Текстура их, как правило, массивная, но иногда отмечаются признаки минеральной линейности и полосчатости, обусловленные ориентировкой сегрегаций шпинелидов и пироксенов. Простирание текстур обычно совпадает с простиранием массива, направление и углы падения меняются без видимой закономерности. В составе гарцбургитов оливина 75-90 % объема, энстатита 10-25 % и хромшпинели 1-2 %.

   Структура гарцбургитов несколько более крупнозернистая, чем структура лерцолитов. Кристаллы ортопироксена и оливина в 5-7 мм не являются редкостью, а их средний размер составляет 3-4 мм. Шпинелиды, помимо «графических» срастаний с другими минералами, образуют изометричные кристаллы, по форме приближающиеся к октаэдрическим (рис. VI-в). В остальном, включая проявленность отжиговых и деформационных структур, состав минералов и степень гидротермальных изменений, эти породы не обнаруживают значимых отличий от лерцолитов. Скрыть

   Рис.VI. Гарцбургит массива Нурали Шлиф: а – без анализатора, б – с анализатором, в - кристалл хромшпинелида в отраженных электронах



3. дуниты (показать описание дунитов)
   
   
   Дуниты слагают подножие восточного склона главной гряды и местами обнажаются в долине, разделяющей хребет Большой Нурали и гряду, сложенную породами полосчатого комплекса; имеют темно-зеленую окраску на свежем сколе и светло-рыжую на выветрелых поверхностях. Шпинелиды в дунитах в ряде случаев образуют отчетливые плоскостные сегрегации, иногда полого падающие к западу, иногда субвертикальные. Иногда в дунитах присутствуют гарцбургитовые «прослои» мощностью 1-5 см, параллельные сегрегациям шпинелидов; породы в этом случае приобретают полосчатую текстуру. Дуниты почти полностью сложены оливином Fo90-93, немного более магнезиальным, чем оливины перидотитов. Как и в перидотитах, здесь отчетливо проявлены признаки субсолидусной рекристаллизации (отжига) и умеренных пластических деформаций. Наиболее характерная форма шпинелидов в дунитах – октаэдрическая. По составу шпинелид здесь более хромистый, чем в перидотитах, и соответствует алюмохромиту. Скрыть

   Рис.VII. Дунит массива Нурали Шлиф: а – без анализатора, б – с анализатором

Восточнее главного хребта проходит невысокая (до 50 м) гряда того же север-северо-восточного простирания, сложенная породами полосчатого дунит-пироксенитового комплекса (показать описание).

Еще восточнее расположена зона серпентинитового меланжа, включающая обильные блоки габброидов (показать описание габброидов) (размером до первых сотен метров) и реже – крупнокристаллических оливин-энстатитовых пород. С удалением от гряды, сложенной породами полосчатого комплекса, доля габброидов в меланже убывает, и состав обломков становится очень пестрым (диориты, гранитоиды, среднепалеозойские известняки, сланцы и т.д.).

Рис.2. Схема геологического строения массива Нурали (составлена Н.Л. Чаплыгиной по материалам Т.И. Фроловой (1956), Г.Б. Рудника (1965), Г.Н. Савельевой (1983). 1 – четвертичные отложения; 2 – нерасчлененные среднепалеозойские осадочные и вулканогенные образования; 3 – протерозойские метаморфиты мегазоны Уралтау; 4-9 – породы массива Нурали: 4 – лерцолиты северной фации (с низким содержанием плагиоклаза), 5 – лерцолиты южной фации (преимущественно плагиоклазовые), 6 – гарцбургиты, 7 – дуниты, 8 – дунит-клинопироксенитовый полосчатый комплекс, 9 – габброиды, 10 – серпентиниты и серпентинитовый меланж, 11 – главные разрывные нарушения (а – достоверные, б – скрытые под рыхлыми образованиями), 12 – профиль опробования

На аэрофотоснимках главной гряде соответствует ровный серый тон, а образования полосчатого комплекса хорошо дешифрируются благодаря отчетливой продольной стратификации. Хорошо заметны также отдельные глыбы габброидов в зоне меланжа, слагающие невысокие субизометричные поднятия.

В пределах главной гряды участки, сложенные различными петрографическими разновидностями ультрабазитов, в первом приближении имеют форму субвертикальных пластин, ориентированных согласно общему простиранию массива. Эти участки связаны переходными зонами мощностью от первых метров до первых сотен метров, в которых наблюдается чередование различных по составу пород (гарцбургитов и лерцолитов, дунитов и гарцбургитов).

Вопросы генезиса массива Нурали

Ассоциация тектонизированных ультрабазитов, габброидов и шаровых базальтов с прослоями радиоляритов в начале XX века была выделена Г. Штейнманном как «офиолитовая триада». Позже были выделены еще два типичных элемента данной ассоциации. По современным представлениям, полный офиолитовый разрез состоит из пяти компонентов:

1. тектонизированные и серпентинизированные ультраосновные породы;
2. расслоенный комплекс габброидов-ультрабазитов;
3. массивные и полосчатые габброиды;
4. комплекс параллельных даек долеритов;
5. подушечные лавы базальтов с прослоями кремнистых осадочных пород.

В шестидесятые годы ХХ века с развитием концепции тектоники плит было выдвинуто положение о тождественности офиолитов блокам океанической коры геологического прошлого, надвинутым на

Рис.3. Составы минералов массива Нурали: а – моноклинные пироксены, б – шпинелиды, в – шпинелиды бесплагиоклазовых пород. Номера знаков соответствуют номерам точек на схеме опробования (рис.2)

континентальную кору (Пейве, 1969). В настоящее время это положение является общепризннным (Хаин, Ломизе, 1995).

Строение массива Нурали в целом не противоречит данной модели: с запада на восток ультрабазиты, отождествляемые с реликтами литосферной мантии, сменяются породами полосчатого комплекса и массивными габброидами. Более лейкократовый состав нижней части офиолитового разреза (плагиоклазовые лерцолиты) можно объяснить обеднением (деплетированием) верхних горизонтов мантии некогерентными элементами при выплавлении базальтовых магм; дуниты в этом случае рассматриваются как тугоплавкий остаток – реститы (Савельева, Денисова, 1983; Савельева, Перцев, 1995, и др.) Образования полосчатого комплекса отождествляются с зоной, переходной от мантии к океаничской коре, а габброиды – с нижними горизонтами коры. Завершают офиолитовый разрез подушечные лавы толеитовых базальтов поляковской толщи, слагающие тектоническую пластину в 15 км юго-восточнее массива.

В данном контексте интересны материалы Г.Б. Рудника, автора первой детальной карты Нуралинского массива. Его исследования проводились до окончательной победы плейт-тектонической концепции, и потому были свободны от некоторых стереотипов. Структура массива была интерпретирована как субгоризонтально-слоистая (Рудник, 1965): дуниты основания разреза сменяются вверх гарцбургитами, над которыми залегают плагиоклазовые лерцолиты. Образование этой структуры связывалось с поздне- и постмагматическими процессами пироксенизации и фельдшпатизации интрузивного тела дунитов по ортогональной сетке трещин.

Структурно-петрологические исследования, проведенные в 1999-2001 гг. при участии П.Л. Тихомирова, Т.О. Федорова, В.И. Борисенка, Л.Я. Кабановой, В.И.Поповой, показали, что границы между участками Нуралинского массива, имеющими различный петрографический состав, в общем случае близки к субвертикальным, что подтверждает данные Г.Н. Савельевой и Е.А. Денисовой (1983). Вместе с тем скрытая зональность массива, выраженная в изменении состава минералов, нередко обнаруживает зависимость от современной гипсометрии (в частности, это свойственно клинопироксенам и шпинелидам бесплагиоклазовых парагенезисов – рис.3). Таким образом, некоторую поддержку получает и вывод Г.Б. Рудника о пологой зональности массива. Разрешить сложившееся противоречие можно, предположив двухэтапную историю формирования массива:

1. формирование общей зональности массива (как фрагмента океанической литосферы ?);
2. изменение пологой ориентировки массива на субвертикальную, декомпрессионный метаморфизм и развитие элементов «интерференционной» зональности в коллизионную эпоху, при подъеме массива в верхние горизонты коры.

Возраст Нуралинского массива оценивается исходя из представлений о целостности офиолитового разреза, включающего вулканиты ордовикской поляковской толщи. Вместе с тем, единственное определение изотопного возраста, выполненное U-Pb методом для циркона из габброидов, дало значение около 400 млн лет (ранний девон). Таким образом, данная проблема пока остается нерешенной.


Перейти к карте объектов